熱泵供暖迎來窗口期

　　伴隨清潔取暖規(guī)劃全面推進落實，熱泵供暖迎來了發(fā)展良機。

　　日前，由中國建筑科學研究院聯(lián)合清華大學、北京工業(yè)大學等單位共同承擔的住房和城鄉(xiāng)建設部科學技術(shù)計劃項目——北方建筑熱泵供暖關鍵技術(shù)研究與規(guī)?；瘧抿炇諘诰┡e行，經(jīng)質(zhì)詢并討論，驗收委員會一致同意項目通過驗收。“項目多項成果填補了國內(nèi)外空白，在熱泵供暖領域達到了國際領先水平。”北京市建筑設計研究院教授級高工吳德繩在驗收會上說。

　　熱泵供暖在北方地區(qū)清潔取暖的過程中將扮演什么角色？還有哪些難題待解？帶著這些問題，記者進行了采訪。

　　熱源緊缺催生機遇

　　業(yè)內(nèi)人士指出，我國供暖能源結(jié)構(gòu)急需調(diào)整，熱源燃煤熱電聯(lián)產(chǎn)占48%，燃煤鍋爐占33%。 截至2016年，我國清潔取暖面積69億平方米，清潔取暖率34%，還有66%需要改造或替代。

　　最新數(shù)據(jù)顯示，北方地區(qū)占全國總面積的59.8%，集中供暖面積從2007年29.2億平方米增加到2017年81.6億立方米，而全國338個地級以上城市空氣質(zhì)量達標比例僅為29.3%，采暖季主要污染物排放量較非采暖季增加30%左右。

　　北方地區(qū)冬季供暖是大氣污染治理的“重災區(qū)”，“煤改氣”和“煤改電”成為清潔取暖的有力抓手。但是入冬以來，天然氣價格仍不斷上漲，加之天然氣在我國是稀缺資源，據(jù)統(tǒng)計，每年進口量占國際天然氣貿(mào)易總額的40%，用其充當大體量的熱源并不可行。

　　因此，很多地區(qū)更加傾向于“電代煤”，以節(jié)能環(huán)保的空氣能熱泵來取代燃煤采暖，如北京、天津、山西等地，安裝空氣能熱泵的家庭不在少數(shù)。“自從安裝了熱泵，家里再也沒煤灰了，干凈了很多，而且政府補貼力度大，與燒煤采暖的費用相比高不了多少。”家住海淀上莊鎮(zhèn)西閘村的村民告訴記者。

　　2017年住建部等四部共同印發(fā)《關于推進北方采暖地區(qū)清潔取暖的指導意見》，明確提出“在電力資源充足的地區(qū)，優(yōu)先發(fā)展用戶終端電供暖方式，綜合運用各類熱泵、高效電鍋爐等多種方式推進電供暖，積極發(fā)展電供暖與蓄熱相結(jié)合的供暖方式”。

　　“我國氣候特點和能源結(jié)構(gòu)決定了‘空氣源熱泵’和‘地源熱泵’成為熱泵供暖的主要形式。2018年空氣源熱泵占熱泵供暖面積的37.6%，2017-2018年空氣源熱泵年平均增長率為25%。” 中國建筑科學研究院建筑環(huán)境與節(jié)能研究院院長徐偉告訴記者。

　　熱泵供暖優(yōu)勢明顯

　　據(jù)公開信息顯示，西安市新增清潔供暖面積2萬多平方米，其中熱泵供暖占比達18.5%；淄博市農(nóng)村地區(qū)共計35.9萬戶改造，其中熱泵占比約41.2%；鶴壁市農(nóng)村地區(qū)熱源清潔化主要技術(shù)路線是空氣源熱泵，占比約85%；菏澤市完成改造面積約6000萬平方米，空氣源熱泵占比約34.9%……

　　熱泵成為非煤熱源的重要方式，特別是在近兩年得到推廣應用。2016年北方地區(qū)建筑供暖面積約206億立方米，各類熱源中，熱泵供暖約6.7億平方米，占總供暖面積的3.3%，占非煤熱源的19.4%；2017-2018年熱泵新增2.08億平方米，在新增非煤、非天然氣熱源中比重高達60%。

　　徐偉告訴記者：“在北方大規(guī)模實施空氣源熱泵供暖達到了供暖效果，運行費用較低，且空氣源熱泵系統(tǒng)運行性能良好。以山東省濟寧市文化中心熱泵項目為例，熱泵占系統(tǒng)全年能耗的67%，冬季供暖運行電費占全年運行電費的67%。相比燃氣鍋爐，每年可減排二氧化碳7400多噸、二氧化硫54.86噸、煙塵27.43噸。”

　　“上述這些工程都是本課題的相關成果，此外還有北京大興國際機場、門頭溝妙峰山村、北京雁棲湖國際會展中心等，我們也參與制定了國家熱泵供暖政策，助推熱泵規(guī)?；瘧?。十三五期間，我國熱泵規(guī)?；瘧妙A計達到650萬戶，到2030年預計熱泵規(guī)?；瘧脤⑦_到20億平方米,將形成約400億元的經(jīng)濟規(guī)模，估算PM2.5每立方米濃度下降1.9微克。”

　　規(guī)?；l(fā)展有障礙

　　隨著能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，清潔取暖強勢推進以及居民消費能力的提升，城鎮(zhèn)地區(qū)和農(nóng)村地區(qū)熱泵借勢快速發(fā)展，熱泵應用空間不斷擴大，熱泵供暖優(yōu)勢也愈發(fā)明顯。未來，北方地區(qū)熱泵供暖將從補充方式發(fā)展為主導方式之一，但目前，熱泵的發(fā)展仍存在不少掣肘。

　　我國北方地區(qū)農(nóng)宅建筑體量大、保溫性能差、供暖能耗高，導致應用熱泵的初始投資和運行成本高，制約了熱泵技術(shù)在北方地區(qū)的發(fā)展。據(jù)徐偉稱，根據(jù)24個省、109個縣、340個村、1209份農(nóng)戶調(diào)查表的典型村鎮(zhèn)地區(qū)建筑用能方式顯示，農(nóng)房單位面積耗熱量損失是城市的3倍，80%以上的房屋建筑無保溫，每戶供暖年耗煤量約1-3萬噸，60%的農(nóng)戶年耗電量在500-1500千瓦時。

　　低溫是空氣源熱泵的“克星”。公開數(shù)據(jù)顯示，低溫導致制熱能效比下降24%，制熱量衰減55%。此外，空氣源熱泵在冬季運行時導致不除霜和誤除霜。結(jié)霜問題使機組制熱能效比下降35%以上，供熱能力下降30%-50%，排氣溫度過高，造成超壓保護；同時，“無霜除霜”頻發(fā)，測試結(jié)果表示，北京地區(qū)3200多次的除霜中約70%為無霜除霜。

　　地源熱泵也存在一些問題。由于地理管換熱系統(tǒng)性能不高，造成地源熱泵系統(tǒng)能效多，鉆孔數(shù)目多，初期投資難以估算，現(xiàn)階段施工過程中多采用原漿回填，回填材料的熱阻無法改造。

　　“該項目在國際上首次建立空氣源熱泵最佳除霜點理論和計算模型，研發(fā)了高效地埋管換熱器，并在國內(nèi)首次建立了城市級熱泵供暖監(jiān)測平臺，首次明確了不同氣候區(qū)空氣源熱泵的測試工況和性能要求。技術(shù)難題最終會被攻克，熱泵供暖規(guī)?；l(fā)展是大勢所趨。” 徐偉說。（實習記者 趙紫原）